Вегетативные органы цветковых растений

Введение

(понятие об органах растений)

По мере выхода на сушу, тело растений изменилось из однородной структуры возникли специализированные части тела, существующие в разных условиях среды обитания и выполняющие каждый свою функцию, т. е. возникли органы растений.

Все органы цветковых растений принято разделить:

• 1) вегетативные. Обеспечивают питания и увеличивают вегетативные массы, к ним относятся: стебель, лист, корень.
• 2) Генеративные. Обеспечивают семенное размножение и распространение растений: цветок, семя, плод.

Морфология и анатомия корня

Функции корня:

• 1) корень — это орган минерального и почвенного питания растения. Поглощая воду и растворенные в ней минеральные соли и подает надземной части растения.
• 2) механическая. Закрепление растения в почве.
• 3) корень обеспечивает растению тесную связь с другими организмами, создавая вокруг себя определенную почвенную микрофлору. Это способствует совместному участию в процессе поглощения, и переработка питательных веществ. А у некоторых видов взаимно выгодное взаимоотношение — симбиоз.

Например: микориза — симбиоз корней и некоторых видов грибов.

• 4) в корнях могут откладываться запасные питательные вещества: морковь, репа, георгин, которые потом израсходуются на рост и формирование новых органов.
• 5) корни могут участвовать в вегетативном размножение: слива, вишня…

Морфология корневой системы.

Корень — корешок зародыша.

Совокупность всех корней одной особи называют корневой системы. Различают следующие типы корней в корневой системе:

• · Главный корень, возникает из зародыша корешка семени.
• · Боковой корень, возникает из особой образовательной ткани (перицикл). Может быть второго, третьего порядка.
• · Придаточный корень, возникает на любом органе растения. Они формируются из вторичной меристемы (камбий), или из делящихся клеток основной паренхимы.

Морфология или классификация по внешнему облику.

• — длинные и короткие
• — клубневидные, нитевидные, шнуровидные.(по ширине)

В зависимости от степени развития этих видов корней принято делить корневые системы на типы:

• 1. стержневая корневая система (у большинства двудольных)
• 2. мочковатая корневая система (у всех видов однодольных (например: подорожник))
• 3. ветвистая корневая система (у древесных форм)

общая длина корневой системы у тыквы составляет 2−5 км, у пшеницы 250 метров.

Основная масса корней располагается в верхнем слое почве (50−60 см.), а в засушливых местах уходят в глубь.

Физиологические зоны корня.

Живой функционирующий корень имеет неодинаковое строение по его длине. Различают:

a) на самом кончике (1 мм) — зона деления, защищенная корневым чехликом.

b) Зона растяжения и специализация клеток (1см).

c) Зона всасывания (или зона корневых волосков, или зона первичного строения клеток)(10см).

d) Вся остальная часть — зона проведения веществ.

Зона деления — состоит из клеток первичной верхушечной меристемы. Зона деления защищена от раздавливания, повреждения специальной структурой корневым чехликом. Клетки корневого чехлика от клеток верхушечной меристемы имеют паренхимную форму. В живых клетках находятся подвижные крахмальные зерна не для запаса питательных веществ, которые выполняют функцию роста корня к центру тяжести.

Зона растяжения и специализация веток — клетки этой зоны теряют способность к делению и растут и растягиваются в длину, одновременно с этим приобретают черты строения, характерные для конкретных видов данной ткани. Эти ткани называют первичными постоянными тканями. И такие же ткани имеют зоны всасывания.

Зона всасывания — её принято называть зоной первичного строения клеток. Снаружи имеется 1 слой клеток первичной покровной ткани — эпиблема. Клетки эпиблемы плотно прилегают друг к другу, не имеют кутикулы, среди их нет устьиц, зато имеются длинные выросты от 0.15−8мм, одноклеточные.

Корневой волосок имеет тонкую первичную оболочку, которая легко расстегивается, через которую легко проникают соответствующие вещества. Число корневых волосков варьирует у различных растений. На 1кв.мм. эпиблемы может развиться у гороха 230 штук, корневых волосков у кукурузы — 435 штук.

Корневые волоски нужны для лучшего поглощения минеральных солей из почвы. Корневые волоски плотно прилегают к почвенным комочкам. Осмотическое давление корневых волосков выше, чем у почвенных растворов, и вода по закону осмоса заходит в эти клетки.

Вода поступает в следующую структуру корня, называемая первичной корой. Первичная кора корня состоит из клеток основной паренхимы. Живые, активные расположены рыхло, оболочки тонкие, целлюлозные, не препятствующие проникновению веществ. Клетки основной паренхимы в различных участках коры несколько различны. Под эпиблемой обычно выделяются клетки более крупных размеров (2−3 слоя), которые называются экзодермой. Основная масса первичной коры состоит из клеток паренхимной формы, составляющие мезодерму и внутренний слой коры, 1 слой клеток — эндодерма.

Первичная кора: Экзодерма Мезодерма Эндодерма.

Вода перемещается по клеткам первичной коры в радиальном направлении за счет осмотического давления и доходит до эндодермы. Она представляет собой кольцо клеток. Большинство этих клеток мёртвые. Оболочки утолщены суберином, с трех сторон. А кроме них есть тонкостенные живые клетки, называемые пропускными. Такое строение способствует созданию корневого давления.

И эти растворы под большим давлением поступают в центральный цилиндр, то есть первичная кора обеспечивает передвижение веществ в радиальном направлении и создает корневое давление.

Центральный осевой цилиндр, он находиться в срединой части корня и состоит из двух структур:

• — перицикл
• — радиальный проводящий пучок

Функции перицикла: это своеобразная меристема. Клетки перицикла в покое, но могут размножаться, и из них могут возникнуть:

a) Боковые корни.

b) Феллоген.

c) Камбий Радиальный проводящий пучок может иметь разное число лучей ксилемы, у однодольных их много: у двудольных 2,3,5 лучей ксилемы.

Функции центрального цилиндра — формирование боковых корней и проведение веществ в двух направлениях. В зоне всасывания объем первичной коры в 3 раза превышает объем центрального цилиндра, это связано с функцией корня в зоне всасывания.

Зона проведения однодольных и двудольных растений.

У однодольных в связи с типом корневой системы в дальнейшем изменяется мало. Корневые волоски отмирают. Стенки оболочки эпиблемы и экзодермы опробковевают и в таком виде корни однодольных растений выполняют функцию проведения веществ, т. е. у них сохраняется первичное строение.

У двудольных растений имеется стержневая корневая система, т.к. в зоне проведения происходит существенные изменения структуры и увеличивается объем проводящих тканей. Это связано с ветвлением корней.

Изменение в корне двудольных начинается с закладки (с формирования) бокового корешка из перицикла. Он начинается делиться (т.е. эта ткань). Формируется конус нарастания бокового корешка, который прободает (прорывает) первичную кору и выйдет наружу в почву. Дальше его строение будет формироваться аналогично данного корня. Одновременно с закладкой боковых корней в центральном цилиндре клетки паренхимы находящиеся между ксилемными и флоэмными элементами приобретают способность к делению, и таким образом возникает вторичная боковая меристема — камбий.

Камбий и его работа.

Клетки камбия слегка прозенхимной формы призматические с одним или двух скатными концами, способные к делению в тангентальном и реже в радиальном направление.

В результате тангентального деления формируются вторичные элементы ксилемы или флоэмы, а в результате радиального деления возникают дополнительные клетки камбия. За счет работы камбия корень будет увеличиваться в диаметре (в толщину).

Удобней рассмотреть работу камбиальных клеток, представить их поперечное сечение.

Ф — флоэма К — ксилема Это камбиальная клетка, она делиться и уже из одной получается 2, одна из них сохраняет способность к делению, а другая формируется в элемент флоэмы. На 1 элемент флоэмы специализируется 2−3 клетки.

По мере работы камбий увеличивается объем вторичной проводящей ткани, центральный цилиндр разрастается, утолщается, давит на первичную кору, она первое время растягивается, а затем разрывается и сбрасывается. Функционально в этой части корню она не нужна. Кроме того, она сбрасывается ещё и по другой причине: из клеток перицикла формируется вторичная боковая меристема — феллоген. Как и камбий, он делиться тангентальном, и редко радиально, но в отличие от камбия работает преимущественно односторонне.

Феллоген производит вторичную покровную ткань перидермы. Перидерма в корне чаще всего состоит из небольшого числа слоёв клеток мертвых, и в практике её называют просто пробкой. Феллоген может быть активен, и уже истрагенным.

Таким образом корень двудольных растений в зоне проведения будет иметь следующее строение:

• 1) в центре — первичная ксилема
• 2) вокруг — вторичная ксилема
• 3) камбий
• 4) Вторичная флоэма (вторичная кора)
• 5) Теоретически можно предложить расположение участков первичной флоэмы.
• 6) Практически первичная флоэма не сохраняется.
• 7) Вторичная покровная ткань — перидерма.

Облитерация — раздавливание, разрушение.

Причины: ситовидные трубки недолговечны, и идет рост клеток и флоэма раздавливается.(т.е. происходит облитерация — разрушение, раздавливание) Над вторичной флоэмой будут располагаться вторичная покровная ткань — перидерма.

Во вторичных флоэме и ксилеме можно различить участки паренхимы. Располагающихся лучами. Таких лучей может быть много и тогда они узкие или небольшое количество, тогда они широкие.

Такие участки паренхимы и флоэмы и ксилемы называют — радиальными лучи.

Паренхима радиальных лучей отвечает за передвижение веществ в радиальном направление. Клетки паренхимы здесь живые, активные, а также отвечает за хранение этих веществ (в прозапас).

В практике вторичная ксилема вместе с первичной часто называют древесиной, а вторичную флоэму — вторичной корой (или вторичным лубом). Они очень легко отделяются друг от друга по слою камбия.

Функции вторичной коры:

• · Проведение веществ
• · Запасание питательных веществ

Функции древесины:

• · Проведение минеральных солей
• · Опорная функция
• · Запасание питательных веществ в сердцевинных лучах.

Корни во вторичном строении могут различаться по:

• · По ширине радиальных лучей
• · По пучковому и лучистому строению

Не всегда сбрасывается первичная кора, это происходит когда корень не слишком разросся (валериана, подорожник).

Видоизменения корней.

Корень — орган минерального питания, опорный орган, запасания питательных веществ (корни плода, клубней).

• · Воздушные корни (эпифиты) — которые всасывают воздух, влагу.
• · Дыхательные или вентиляционные корни.

Функции корней: у некоторых растений развиваются присоски (гаустории) (например: повилика).

· Опорные корни — для механической устойчивости (у кукурузы).

Видоизменение, связаны с запасанием минеральных веществ.

Если видоизменяется главный корень корневой системы то формируется корнеплод (морковь, свекла. редис).

Корнеплоды развиваются по обычной схеме вторичного строения корня, но питательные вещества могут откладываться в паренхиме флоэмной части (морковь, петрушка) или в паренхиме ксилеме (редька, репа).

Видоизменение боковых корней мочковатой корневой системы.

Такое строение как и у двудольных растений.

Характерные признаки корней.

• 1) Корни могут появляться на всех органах растений (листьях, стеблях, корнях)
• 2) Корень не формирует листьев и пазушных почек.
• 3) Корень удлиняется верхушечным ростом, и растут по направлению силы тяжести. От света и влаги, проявляется при этом тропизм (изгибы).
• 4) Верхушечная меристема корня защищена корневым чехликом.
• 5) Корень обладает характерным анатомическим строением. При первом строение центрального цилиндра имеет 1 радиальный пучок, а при вторичном строение у двудольных вместо первого радиального пучка имеется сильно разросшийся цилиндр в середине которого имеется первичная, а затем вторичная ксилема, с периферии вторичная флоэма, покрытая перидермой и радиальные лучи. Именно в радиальных лучах откладываются различные вещества.

В корне всегда един радиальный пучок; лучей ксилемы может быть много у двудольных не более 5.